ویژگی‌ها، مزایا و معایب مقاومت‌های کربنی – علیرضا محمودی فرد

طبق گزارش فرا اقتصاد بین الملل، قطعه مقامت الکتریکی جزو پرکاربردترین قطعات درمدارهای الکتریکی است و تقریبا مداری را نمی‌توان یافت که در آن از مقاومت الکتریکی استفاده نشده باشد؛ این به‌دلیل کاربردهای خاص مقاومت‌ها از جمله محدود کردن شدت جریان الکتریکی، حفاظت از مدارها و بردها، کاهش یا افزایش پهنای باند، افت ولتاژ و … می‌باشد. یکی از انواع المان‌های مقاومتی، مقاومت‌های کربنی هستند که کاربردهای وسیعی دارند.

مقدمه

مقاومت‌های کربنی به‌عنوان یکی از انواع متداول مقاومت‌های الکتریکی، در مدارهای الکتریکی، الکترونیکی و برق، کاربرد گسترده‌ای دارند؛ این مقاومت‌ها به‌دلیل قیمت پایین و ویژگی‌های خاص خود، در بسیاری از دستگاه‌ها و کاربردهای مختلف، از جمله لوازم خانگی و تجهیزات الکترونیکی، مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این متن، ویژگی‌ها، مزایا و معایب مقاومت‌های کربنی بررسی می‌شود.

۱. ویژگی‌ها

۱.۱. ساختار

مقاومت‌های کربنی معمولاً از کربن به‌عنوان ماده اصلی تشکیل‌دهنده، استفاده می‌کنند. این نوع مقاومت‌ها به دو شکل ساخته می‌شوند: مقاومت‌های کربنی فیلمی و مقاومت‌های کربنی لایه‌ای (Davis et al., 2018).

۱.۲. مقدار مقاومت

مقدار مقاومت در این نوع از مقاومت‌ها، معمولاً از چند اُهم تا چند مگااهم متغیر است. این مقاومت‌ها به‌طور معمول مقادیر ثابت و مشخصی دارند که بر اساس نیاز طراحی می‌شوند (Horisberger et al., 2020).

۱.۳. پاسخ فرکانسی

مقاومت‌های کربنی قابلیت پاسخ‌گویی به فرکانس‌های بالا را دارند، اما معمولاً در فرکانس‌های بالاتر از ۱MHz دچار افت کیفیت می‌شوند (Bertoni et al., 2019).

۲. مزایا

۲.۱. هزینه پایین

یکی از بزرگ‌ترین مزایای مقاومت‌های کربنی، هزینه پایین آن‌ها است؛ این مقاومت‌ها به‌علت استفاده از کربن به‌عنوان مواد اولیه، نسبت به دیگر انواع مقاومت‌ها مانند مقاومت‌های متالیک و فیلمی، نسبتا ارزان‌تر هستند (Horisberger et al., 2020).

۲.۲. اندازه کوچک

مقاومت‌های کربنی معمولاً در اندازه‌های کوچک و قابل حمل تولید می‌شوند، که آن‌ها را برای استفاده در مدارهای جمع‌وجور مناسب می‌سازد (Davis et al., 2018).

۲.۳. پراکندگی حرارتی مناسب

این مقاومت‌ها دارای ظرفیت مناسبی برای پخش حرارت هستند و به‌درستی در مدارهای مختلف حرارت را اداره می‌کنند (Bertoni et al., 2019).

۳. معایب

۳.۱. دقت پایین

مقاومت‌های کربنی معمولاً دارای دقت پایین‌تری نسبت به مقاومت‌های دقیق مانند مقاومت‌های متالیک هستند. این امر می‌تواند در کاربردهای حساس به دقت، مشکل ایجاد کند (Horisberger et al., 2020).

۳.۲. پایداری حرارتی محدود

این مقاومت‌ها ممکن است تحت‌تأثیر حرارت بالا و تغییرات دما، دچار تغییر در مقاومت شوند. این ویژگی باعث می‌شود که گزینه مناسبی برای کاربردهای با دماهای بالا نباشند (Davis et al., 2018).

۳.۳. سر و صدای حرارتی

مقاومت‌های کربنی ممکن است در زمان کار کردن، نویز حرارتی ایجاد کنند که در برخی از مدارهای حساس می‌تواند مشکلاتی به‌وجود آورد (Bertoni et al., 2019).

۴. نتیجه‌گیری

مقاومت‌های کربنی به‌خاطر ویژگی‌هایی نظیر هزینه پایین، اندازه کوچک و پراکندگی حرارتی مناسب، از محبوبیت بالایی برخوردارند؛ با این حال، دقت پایین، پایداری حرارتی محدود و سر و صدای حرارتی از معایب این نوع مقاومت‌ها به شمار می‌روند. انتخاب مناسب این مقاومت‌ها باید با توجه به نیازهای خاص مدار و کاربرد مورد نظر انجام گیرد.

تبیین: علیرضا محمودی فرد – مدرس آزمایشگاه اندازه‌گیری و مدارهای الکتریکی در دانشگاه و کارشناس تحقیق و توسعه شرکت فنی و مهندسی آریا اندیشه صنعت اکسین